考点名称:实验:探究加速度与力、质量的关系
实验目的:
验证牛顿第二定律。
实验原理:
1、如图所示装置,保持小车质量不变,改变小桶内砂的质量,从而改变细线对小车的牵引力,测
出小车的对应加速度,作出加速度和力的关系图线,验证加速度是否与外力成正比。
2、保持小桶和砂的质量不变,在小车上加减砝码,改变小车的质量,测出小车的对应加速度,作
出加速度和质量倒数的关系图线,验证加速度是否与质量成反比。
实验器材:
小车,砝码,小桶,砂,细线,附有定滑轮的长木板,垫木,打点计时器,低压交流电源,导线
两根,纸带,托盘天平及砝码,米尺。
实验步骤:
1、用天平测出小车和小桶的质量M和M',把数据记录下来。
2、按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。
3、平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木,反复移动垫木的位置,直至小车在
斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。
4、在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量m和m'记录下来。把细线系在
小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸
带,在纸带上写上编号。
5、保持小车的质量不变,改变砂的质量(要用天平称量),按步骤4再做5次实验。
6、算出每条纸带对应的加速度的值。
7、用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力,即砂和桶的总重力(M'+m')g,根据实验结果在坐标
平面上描出相应的点,作图线。若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象质量不变时其加
速度与它所受作用力成正比。
8、保持砂和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,并做好记录,求出相应的加
速度,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线,若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象所受作用力
不变时其加速度与它的质量成反比。
注意事项:
1、砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的。
2、在平衡摩擦力时,不要悬挂小桶,但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度,如
果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。
3、作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的
两侧,但如遇个别特别偏离的点可舍去。
1、牛顿运动定律
牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力
的方向相同,表达式F合=ma。
牛顿第三定律:两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
2、应用牛顿运动定律解题的一般步骤
①认真分析题意,明确已知条件和所求量;
②选取研究对象,所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统,同一题,根据题意
和解题需要也可先后选取不同的研究对象;
③分析研究对象的受力情况和运动情况;
④当研究对对象所受的外力不在一条直线上时;如果物体只受两个力,可以用平行四力形定则求其合力;
如果物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上,分别求合力;如果物体做直线运动,一般把各个
力分解到沿运动方向和垂直运动方向上;
⑤根据牛顿第二定律和运动学公式列方程,物体所受外力,加速度、速度等都可以根据规定的正方向按正、负值代公式,按代数和进行运算;
⑥求解方程,检验结果,必要时对结果进行讨论。
3、常见问题:
Ⅰ、动力学的两类基本问题:已知力求运动,已知运动求力
①根据物体的受力情况,可由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况;根据物体的运动情况,可由运动学公式求出物体的加速度,再通过牛顿第二定律确定物体所受的外力。
②分析这两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况的桥梁——加速度。
③求解这两类问题的思路,可由下面的框图来表示。
Ⅱ、超重和失重
物体有向上的加速度(向上加速运动时或向下减速运动)称物体处于超重,处于超重的物体对支持面的压
力F N(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即F N=mg+ma;物体有向下的加速度(向下加速运动或向上减速运动)称物体处于失重,处于失重的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg,即F N=mg-ma。
Ⅲ、连接体问题
连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统。处理方法
——整体法与隔离法:
当两个或两个以上的物体相对同一参考系具有相同加速度时,有些题目也可采用整体与隔离相结合的方
法,一般步骤用整体法或隔离法求出加速度,然后用隔离法或整体法求出未知力。
Ⅳ、瞬时加速度问题
①两种基本模型
刚性绳模型(细钢丝、细线等):认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体,它的形变的发生
和变化过程历时极短,在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间,其形变可随之突变为受力情况改变
后的状态所要求的数值。
轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等):此种形变明显,其形变发生改变需时间较长,在瞬时问
题中,其弹力的大小可看成是不变。
②解决此类问题的基本方法
a、分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处于平衡状态,则利用平衡条件;
若处于加速状态则利用牛顿运动定律);
b、分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力,发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失);
c、求物体在状态变化后所受的合外力,利用牛顿第二定律,求出瞬时加速度。
Ⅴ、传送带问题
分析物体在传送带上如何运动的方法
①分析物体在传送带上如何运动和其它情况下分析物体如何运动方法完全一样,但是传送带上的物体受力
情况和运动情况也有它自己的特点。具体方法是:
a、分析物体的受力情况
在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。在受力分析时,正确的理解物体相对于传送带的运动方向,也就是弄清楚站在传送带上看
物体向哪个方向运动是至关重要的!因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体
是否受到摩擦力和摩擦力的方向。
b、明确物体运动的初速度
分析传送带上物体的初速度时,不但要分析物体对地的初速度的大小和方向,同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向,这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。
c、弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系
物体对地的初速度和合外力的方向相同时,做加速运动,相反时做减速运动;同理,物体相对于传送
带的初速度与合外力方向相同时,相对做加速运动,方向相反时做减速运动。
②常见的几种初始情况和运动情况分析
a、物体对地初速度为零,传送带匀速运动(也就是将物体由静止放在运动
的传送带上)
物体的受力情况和运动情况如图1所示:其中V是传送带的速度,V10
是物体相对于传送带的初速度,f是物体受到的滑动摩擦力,V20是物体对
地运动初速度。(以下的说明中个字母的意义与此相同)
物体必定在滑动摩擦力的作用下相对于地做初速度为零的匀加速直线运动。其加速度由牛顿第二定律,求得;
在一段时间内物体的速度小于传送带的速度,物体则相对于传送带向后做减速运动,如果传送带的长度足够长的话,最终物体与传送带相对静止,以传送带的速度V共同匀速运动。
b、物体对地初速度不为零其大小是V20,且与V的方向相同,传送带以速度V匀速运动(也就是物体冲到运动的传送带上)
若V20的方向与V的方向相同且V20小于V,则物体的受力情况如
图1所示完全相同,物体相对于地做初速度是V20的匀加速运动,直至
与传送带达到共同速度匀速运动。
若V20的方向与V的方向相同且V20大于V,则物体相对于传送带
向前运动,它受到的摩擦力方向向后,如图2所示,摩擦力f的方向与
初速度V20方向相反,物体相对于地做初速度是V20的匀减速运动,
一直减速至与传送带速度相同,之后以V匀速运动。c、物体对地初
速度V20,与V的方向相反
如图3所示:物体先沿着V20的方向做匀减速直线运动直至对地
的速度为零。然后物体反方向(也就是沿着传送带运动的方向)做匀
加速直线运动。
若V20小于V,物体再次回到出发点时的速度变为-V20,全过程物体受到的摩擦力大小和方向都没有
改变。
若V20大于V,物体在未回到出发点之前与传送带达到共同速度V匀速运动。
说明:上述分析都是认为传送带足够长,若传送带不是足够长的话,在图2和图3中物体完全可能以不同的速度从右侧离开传送带,应当对题目的条件引起重视。
物体在传送带上相对于传送带运动距离的计算
①弄清楚物体的运动情况,计算出在一段时间内的位移X2。
②计算同一段时间内传送带匀速运动的位移X1。
③两个位移的矢量之△X=X2-X1就是物体相对于传送带的位移。
说明:传送带匀速运动时,物体相对于地的加速度和相对于传送带的加速度是相同的。
传送带系统功能关系以及能量转化的计算
物体与传送带相对滑动时摩擦力的功
①滑动摩擦力对物体做的功
由动能定理,其中X2是物体对地的位移,滑动摩擦力对物体可能做正功,
也可能做负功,物体的动能可能增加也可能减少。
②滑动摩擦力对传送带做的功
由功的概念得,也就是说滑动摩擦力对传送带可能做正功也可能做负功。例如图2中物体的
速度大于传送带的速度时物体对传送带做正功。
说明:当摩擦力对于传送带做负功时,我们通常说成是传送带克服摩擦力做功,这个功的数值等于外界向
传送带系统输入能量。
③摩擦力对系统做的总功等于摩擦力对物体和传送带做的功的代数和。
即
结论:滑动摩擦力对系统总是做负功,这个功的数值等于摩擦力与相对位移的积。
④摩擦力对系统做的总功的物理意义是:物体与传送带相对运动过程中系统产生的热量,即。
4、应用牛顿第二定律时常用的方法:整体法和隔离法、正交分解法、图像法、临界问题。
牛顿第二定律的系统表达式 一、整体法和隔离法处理加速度相同的连接体问题 1.加速度相同的连接体的动力学方程: F 合 = (m 1 +m 2 +……)a 分量表达式:F x = (m 1 +m 2 +……)a x F y = (m 1 +m 2 +……)a y 2. 应用情境:已知加速度求整体所受外力或者已知整体受力求整体加速度。 例1、如图,在水平面上有一个质量为M的楔形木块A,其斜面倾角为α,一质量为m的木块B放在A的斜面上。现对A施以水平推力F, 恰使B与A不发生相对滑动,忽略一切摩擦,则B对 A的压力大小为( BD ) A 、 mgcosα B、mg/cosα C、FM/(M+m)cosα D、Fm/(M+m)sinα ★题型特点:隔离法与整体法的灵活应用。 ★解法特点:本题最佳方法是先对整体列牛顿第二定律求出整体加速度,再隔离B受力分析得出A、B之间的压力。省去了对木楔受力分析(受力较烦),达到了简化问题的目的。 例2.质量分别为m1、m2、m3、m4的四个物体彼此用轻绳连接,放在光滑的桌面上,拉力F1、F2分别水平地加在m1、m4上,如图所示。求物体系的加速度a和连接m2、m3轻绳的张力F。(F1>F2) 例3、两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对B的作用力等于 ( ) A.F F F F 3、B 解析:首先确定研究对象,先选整体,求出A、B共同的加速度,再单独研究B,B 在A施加的弹力作用下加速运动,根据牛顿第二定律列方程求解. 将m1、m2看做一个整体,其合外力为F,由牛顿第二定律知,F=(m1+m2)a,再以m2为研究对象,受力分析如右图所示,由牛顿第二定律可得:F12=m2a,以上两式联立可得:F12= ,B正确. 例4、在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图1所示,已知m1>m2,三木块均处于静止, 则粗糙地面对于三角形木块( D ) A.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右。B.有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左。C.有摩擦力作用,组摩擦力的方向不能确定。D.没有摩擦力的作用。 二、对加速度不同的连接体应用牛顿第二定律1.加速度不同的连接体的动力学方程:b c a
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4f14453277.html, 牛顿第二定律解题技巧分析 作者:姚良波 来源:《速读·上旬》2019年第10期 摘; 要:牛顿第二定律作为中学生在物理学习中的难点与重点知识,在最终的高考试卷中占据了较大的考试内容占比。本文将立足于学生学习情况与客观考试试卷内容,对牛顿第二定律解题技巧进行分析,希望能够促进教师教育教学工作的顺利展开。 关键词:牛顿第二定律;中学生学习;物理问题应用解析 对牛顿第二定律解题技巧展开分析,将能够提升学生的解题技巧,从而改善学生的卷面得分情况,也能够侧面的提高教师的教育教学水平。本文将从找准关键字、想象建模解题和正确书写三个方面对牛顿第二定律解题技巧进行一定分析,希望能够促进教育教学工作的改善。 一、找准关键字 在探讨牛顿第二定律解题技巧前,学生首先要判断该题目考查知识点中是否涉及到牛顿第二定律。判断该题目中是否涉及到牛顿第二定律知识点,则需要学生能够找准题目中的关键字。这就要求教师在日常练习中着重培养学生认真审题的习惯。教师可以让学生在日常解题时用铅笔进行点读,在点读时发现关键字时则要用笔在题目上进行一定标注。在读题时,学生首先要判断该题目属于平衡问题还是非平衡问题,如果题目中有关键字为“静止或匀速运动”,则此时a=0,学生则应该将本题判断为平衡问题;如果题目中的关键字为变速运动,则此时a≠0,为非平衡运动。学生首先要对该题目进行平衡或非平衡判断,才能在该基础上对题目进行进一步的探讨与研究。如果学生判断该题为平衡问题,则要对该题目中所涉及的具体物体或者人做受力分析。学生应该根据具体的题目要求选择其所需要的受力分析方法是合成法还是正分解法。如果该题目中所作受力分析中对力分析有三个,则学生宜采用合成法构建受力三角形;如果该题目中涉及到三个以上的力,则学生应该采用正交分解法对该题目中所涉及物体进行受力分析。如果学生判断该题目为非平衡问题,则以物体所受两个力为界限,两个力为合成法或者正交分解法;三个力及以上则应该使用正交分解法。就牛顿第二定律而言,如果该题目中涉及到非平衡问题,则适用牛顿第二定律,如果涉及到平衡问题,则解题模式为牛顿第一定律解题模式。而在利用牛顿第二定律解题时,一般我们采用正交分解法去进行物体的受力分析。 例如,质量为m的人站在斜面电梯上,该电梯以加速度a向上、向右做加速运动,a的方向与水平方向的夹角为α,根据以上信息,请求该站在斜面电梯上的人受到的支持力与摩擦力。学生根据题目中关键字加速度a、则可以判断该题目所考查知识点为牛顿第二定律,继而学生要根据题目要求判断位于电梯上的人的受力情况,并根据正交分解法对题目中的人进行受力情况分析。再根据具体的题目要求利用牛顿第二定律原始公式进行变式解题。
牛顿运动定律的应用(张胜富) 一、知识归纳: 1、牛顿第二定律 (1)定律内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. (2)定义式:F 合=ma 2、对牛顿第二定律的理解 (1)瞬时性.根据牛顿第二定律,对于质量确定的物体而言,其加速度的大小和方向完全由物体受到的合外力的大小和方向所决定.加速度和物体所受的合外力是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,保持一一对应关系. (2)矢量性.F=ma 是一个矢量式.力和加速度都是矢量,物体的加速度的方向由物体所受合外力的方向决定.已知F 合的方向,可推知a的方向,反之亦然. (3)同体性:a = m F 合各量都是属于同一物体的,即研究对象的统一性. (4)独立性:F合产生的a 是物体的合加速度,x方向的合力产生x 方向的加速度,y 方向的合力产生y 方向的加速度.牛顿第二定律的分量式为F x =ma x,F y =ma y. (5)相对性:公式中的a 是相对地面的而不是相对运动状态发生变化的参考系的. 特别提醒: (1)物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后,但有因果性,力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度. (2)不能根据m= m F 得出m∝F ,m ∝a 1 的结论.物体的质量m 与物体受的合外力和运动的加速度无关. 3、合外力、加速度、速度的关系 (1)物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合外力与加速度的大小关系是F=ma ,只要有合外力,不管速度是大还是小,或是零,都有加速度,只要合外力为零,则加速度为零,与速度的大小无关.只有速度的变化率才与合外力有必然的联系. (2)合力与速度同向时,物体做加速运动,反之减速. (3)力与运动关系: 力是改变物体运动状态的原因,即力→加速度→速度变化(运动状态变化),物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小,加速度的大小与速度大小无必然的联系. (4)加速度的定义式与决定式: a= t v ??是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法;a =m F 是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加 速度的因素. 特别提醒:物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系,即a 与合力F方向总是相同,但速度v 的方向不一定与合外力的方向相同. 讨论点一:如图所示,对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用瞬间 ( ) A .物体立即获得速度 B.物体立即获得加速度 C.物体同时获得速度和加速度
1.如图3-2-3所示,斜面是光滑的,一个质量是0.2kg 的小球用细绳吊在倾角为53o 的 斜面顶端.斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行;当斜面以8m/s 2的加 速度向右做匀加速运动时,求绳子的拉力及斜面对小球的弹力. 2.如图2所示,跨过定滑轮的轻绳两端,分别系着物体A 和B ,物体A 放在倾角为α的斜面上,已知物体A 的质量为m ,物体A 和斜面间动摩擦因数为μ(μ 1.如图3-2-4所示,m 和M 保持相对静止,一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑,则M 和m 间的摩擦力大小是多少? 2、如图3-3-8所示,容器置于倾角为θ的光滑固定斜面上时,容器顶面恰好处于水平状态,容器,顶部有竖直侧壁,有一小球与右端竖直侧壁恰好接触.今让系统从静止开始下滑,容器质量为M ,小球质量为m ,所有摩擦不计.求m 对M 侧壁压力的大小. 3、有5个质量均为m 的相同木块,并列地放在水平地面上,如下图所示。已知木块与地面间的动摩擦因数为μ。当木块1受到水平力F 的作用,5个木块同时向右做匀加速运动,求: (1)匀加速运动的加速度; (2)第4块木块所受合力; (3) 第4木块受到第3块木块作用力的大小. 4.倾角为30°的斜面体置于粗糙的水平地面上,已知斜面体的质量为M=10Kg ,一质量为m=1.0Kg 的木块正沿斜面体的斜面由静止开始加速下滑,木块滑行路程s=1.0m 时,其速度v=1.4m/s ,而斜面体保持静止。求: ⑴求地面对斜面体摩擦力的大小及方向。 ⑵地面对斜面体支持力的大小。 图3-2-4 m M θ 图3-3-8 1 2 3 4 5 F 牛顿第二定律 导读:本文是关于牛顿第二定律,希望能帮助到您! 教学目标 知识目标 (1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系; (2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式; (3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系,深刻理解力是产生加速度的原因这一规律; (4)认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系,认识加速度与和外力间的瞬时对应关系; (5)能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题. 能力目标 通过演示实验及数据处理,培养学生观察、分析、归纳总结的能力;通过实际问题的处理,培养良好的书面表达能力.情感目标 培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯. 教学建议 教材分析 1、通过演示实验,利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系:在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系; 在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系. 2、利用实验结论总结出牛顿第二定律:规定了合适的力的单位后,牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式. 3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义:公式中的表示的是物体所受的合外力,而不是其中某一个或某几个力;公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同,所以牛顿第二定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性. 教法建议 1、要确保做好演示实验,在实验中要注意交代清楚两件事:只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(根据学生的实际情况决定是否证明);实验中使用了替代法,即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小. 2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义. 3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律,让学生重新认识出中所给公式. 教学设计示例 教学重点:牛顿第二定律 教学难点:对牛顿第二定律的理解 示例: 一、加速度、力和质量的关系 介绍研究方法(控制变量法):先研究在质量不变的前题下, 牛顿第二定律应用的典型问题 牛顿第二定律应用的典型问题 ——陈法伟 1. 力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。由知,加速度与力有直接关系,分析清楚了力,就知道了加速度,而速度与力没有直接关系。速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系,加速度与速度同向时,速度增加;反之减小。在加速度为零时,速度有极值。 例1. 如图1所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是() 图1 A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大 解析:小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点,弹力从零开始逐渐增大,所以合力先减小后增大,因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大,所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。故选CD。 例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是() A. 探测器加速运动时,沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时,竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时,竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时,不需要喷气 解析:受力分析如图2所示,探测器沿直线加速运动时,所受合力方向与 运动方向相同,而重力方向竖直向下,由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方,由牛顿第三定律可知,喷气方向斜向下方;匀速运动时,所受合力为零,因此推力方向必须竖直向上,喷气方向竖直向下。故正确答案选C。 牛顿第二定律 一、知识与技能 1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式; 2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。 3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 4、会用牛顿第二定律的公式实行相关的计算。 1、以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。 2、培养学生的概括水平和分析推理水平。 三、情感、态度与价值观 1、渗透物理学研究方法的教育。 2、理解到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。 ★教学重点 牛顿第二定律 ★教学难点 牛顿第二定律的意义 ★教学方法 1、复习回顾,创设情景,归纳总结; 2、通过实例的分析、强化训练,使学生理解牛顿第二定律的意义。 ★教学过程 一、引入新课 教师活动:利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。教师提出问题,启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定? 学生活动:学生观看,讨论其可能性。 点评:通过实际问题及现象分析,激发学生学习兴趣,培养学生发现问题的水平 教师活动:提出问题让学生复习回顾: l、物体的加速度与其所受的作用力之间存有什么关系? 2、物体的加速度与其质量之间存有什么关系? 学生活动:学生回顾思考讨论。 教师活动:(进一步提出问题,完成牛顿第二定律探究任务的引入)物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存有怎样的关系呢? 学生活动:学生思考讨论,并在教师的引导下,初步讨论其规律. 点评;通过多媒体演示及学生的讨论,复习回顾上节内容,激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的水平。 二、实行新课 教师活动:学生分析讨论后,教师进一步提出问题: l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述? 2、它的比例式如何表示? 3、各符号表示什么意思? 4、各物理量的单位是什么?其中,力的单位“牛顿”是如何定义的? 学生活动:学生讨论分析相关问题,记忆相关的知识。 教师活动:上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况,当物体受到几个力作用时,上述规律又将如何表述? 学生活动:学生讨论分析后教师总结:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。 点评:培养学生发现一般规律的水平 教师活动:讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法不对?为什么? A、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度. B、力恒定不变,加速度也恒定不变。 C、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。 D、力停止作用,加速度也随即消失。 E、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速 度逐渐减小。 F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。 学生活动:学生讨论分析后教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性 点评:牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的,但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况,以及应用于变力作用的某一瞬时。 教师活动:出示例题引导学生一起分析、解决。 牛顿第二定律典型计算题精选 一、无相对运动的隔离法整体法(加速度是桥梁) 典例1:如图所示,bc 是固定在小车上的水平横杆,物块M中心穿过横杆,M通过细线悬吊着小物块m,小车在水平地面上运动的过程中,M始终未相对杆bc 移动,M、m与小车保持相对静止,悬线与竖直方向夹角为α,求M受到横杆的摩擦力的大小及方向。 二、有相对运动的隔离法整体法(12F ma Ma =+合) 典例2:如图所示,质量为M 的斜劈放置在粗糙的水平面上,质量为m 1的物块用一根不可伸长的轻绳挂起,并通过滑轮与在光滑斜面上放置的质量为m 2的滑块相连。斜面的倾角θ,在m 1、m 2的运动过程中,斜劈始终不动。若m 1=1kg ,m 2=3kg ,θ=37°,斜劈所受摩擦力大小及方向?(sin37°=0.6,g =10m/s 2) 三、传送带(共速后运动研判) 典例3:如图所示,传送带与水平方向成θ=30°角,皮带的AB部分长L=3.25m,皮带以v=2m/s的速率顺时针方向运转,在皮带的A端上方无初速地放上一个 μ=,求: 小物体,小物体与皮带间的滑动摩擦系数/5 (1)物体从A端运动到B端所需时间; (2)物体到达B端时的速度大小. 四、有动力滑板(最大静摩擦力决定分离点) 典例4:如图,质量M=1kg的木板静止在水平面上,质量m=1kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最大摩擦力等于滑动摩擦力,已知木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,铁块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F,若力F从零开始逐渐增加,且木板足够长。试通过分析与计算,在图中做出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像。 《冲量动量定理》教学反思 本节课是教科版高中物理选修3-5中第一章内容。本章引入动量这个新概念并结合牛顿第二定律推导出《动量定理》。《动量定理》侧重于力在时间上的累积效果,为解决力学问题开辟了新的途径,尤其是打击和碰撞的问题。这一章可视为牛顿力学的进一步展开,为力学的重点章。 首先是对本节课重点、难点进行分析: 1、动量定理是由牛顿第二定律导出的,学生对于这个推导过程是没有什么困难的.但是,有两点学生不容易理解:第一,动量定理与牛顿第二定律的区别何在?第二,有了牛顿第二定律为什么还要动量定理?应该使学生明确,牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用效果,而由它所导出的动量定理是力的持续作用的效果,在推导过程中出现的F和t融为一体,这就是冲量。恒力作用有冲量,变力作用也有冲量。只要物体受到的冲量相同,而无论力大还是力小,其动量变化就一定相同。这样,即使在作用力比较复杂的情况下,牛顿第二定律难以应用时,动量定理却完全可以应用。 2、动量定理和现实生活的联系比较紧密,在教学中应多举一些学生熟悉的例子,让学生应用动量定理做出定性的解释。 对于本节课的优点剖析: 1、将一些重要推导过程写在黑板上让学生能够时刻看到动量定理的理论推导部分,不仅能突出重点,而且方便学生最后做课堂总结,学生自己动手推导动量定理的过程,加深对这部分学习的认识。 2、能在课堂上动手做的实验,就不用视频或仿真实验。这样才能让学生更信服实验现象的真实性,更能激发学生的好奇心,更能激发学生的学习热情。尤其是能够通过实验演示变力作用下的动量定理,让学生更加信服。 3、加强理论与实践的联系。科学从生活中来,又到生活中去。 本节课可以改进之处: 1、动量定理和现实生活的联系比较紧密,虽然本节课在教学中给同学解释了一些视频图片现象,但是课堂时间关系在让学生应用动量定理做出定性的解释时可以给学生更多的时间进行思考及消化,整节课内容充实,节奏快,与学生互动可以再充分一些。 2、实验中小桶的摆动造成实验结果误差比预计的要大一些,这一点应避免。 1 牛顿第二定律的应用 Prepared on 22 November 2020牛顿第二定律
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